JP2018502782A - 飲料用カプセルのためのカップ型本体を形成する方法 - Google Patents

Abstract

飲料用カプセルのためのカップ型本体を形成する方法であって、方法は、ａ）第一段階において、材料のシートをカップ型本体プリフォームに絞り加工することと、ｂ）第二段階において、カップ型本体プリフォームをカップ型本体に変換することとを含み、第一段階後、カップ型本体プリフォームは、ベースと、ベースからリムまで延びているプリフォームされた側壁とを備え、プリフォームされた側壁は、リムに近接した外方向に延びているステップと、ベースと外方向に延びているステップとの間に延びている一次側壁区分と、外方向に延びているステップとリムとの間に延びている二次側壁区分とを備え、第二段階において、プリフォームされた側壁は、カップ型本体がベースとベースからリムまで延びている側壁とを備えているように変形させられる。

Description

本開示は飲料用カプセルのためのカップ型本体を形成する方法に関する。カップ型本体を使用して形成される飲料用カプセルは、飲料用カプセルが飲料調製機への挿入のために設計される飲料調製機を含むタイプの飲料調製システムにおいて使用され得、飲料調製は、カプセル内に含まれる飲料成分との相互作用から飲料を製造するために加圧流体がカプセルを通して流されることを可能にし得る。

飲料調製機と飲料成分を含むカプセルとを含む飲料調製システムは、当該分野において周知である。１つのそのようなシステムは、欧州特許第１７００５４８号において教示され、その特許は、カップ形状のベース本体と閉鎖するホイル部材とを含むカプセルを開示する。そのカプセルは飲料製造装置への挿入のために設計され、飲料製造装置内で加圧下の流体がカプセル内の成分と相互作用するためにカプセルに入り、消費のために出力される飲料を作る。欧州特許第１７００５４８号のカプセルは、使用中のカプセルの外側の周りの水のバイパス流を防ぐように専用の密封部材が提供される。その密封部材は、カプセルの外表面上の中空密封部材の形態、例えば飲料調製機の封入部材の閉鎖時に接触されるステップの形態である。

本開示は、そのような飲料調製システムの一部として使用され得る飲料用カプセルの部品を形成する代替の方法を提供する。その飲料用カプセルは、製造するのに経済的であり得そして使用中の効果的な密封を提供し得る。

本開示は、飲料用カプセルのためのカップ型本体を形成する方法を提供し、方法は、
ａ）第一段階において、材料のシートをカップ型本体プリフォームに絞り加工するステップと、
ｂ）第二段階において、カップ型本体プリフォームをカップ型本体に変換するステップと
を含み、
第一段階の後、カップ型本体プリフォームは、ベースと、ベースからリムまで延びているプリフォームされた側壁とを備え、プリフォームされた側壁は、
−リムに近接した外方向に延びているステップと、
−ベースと外方向に延びているステップとの間に延びている一次側壁区分と、
−外方向に延びているステップとリムとの間に延びている二次側壁区分と
を備え、
第二段階において、プリフォームされた側壁は、カップ型本体がベースとベースからリムまで延びている側壁とを備えているように変形させられ、側壁は、
−環状トラフと、
−ベースと環状トラフとの間に延びている第一の側壁区分と、
−環状トラフとリムとの間に延びている第二の側壁区分と
を備えている、方法。

第二の側壁区分は、環状トラフの半径方向外方向に配置されている隆起領域を画定し得、隆起領域は、第二段階中、外方向に延びているステップの変形および／または二次側壁区分の変形により形成され得る。

外方向に延びるステップは、カップ型本体プリフォームの中心長手方向軸に対して９０°に角度付けられ得る。

一次側壁区分は、ベースに近接した円錐台形区分を備え得る。

一次側壁区分の円錐台形区分は、第二段階の変換による影響は実質的にまたは全く受けなくあり得、それによって第一の側壁区分の円錐台形区分を形成し得る。

一次側壁区分は、円錐台形区分と外方向に延びているステップとの間の円筒区分を備え得る。

二次側壁区分は、円錐台形区分を備え得、円錐台形区分は、好ましくは、リムの方向に末広がりである。

環状トラフは、内壁と、外壁と、床とを備え得る。外壁は、床と外壁との間の接合部の内角が９０°から１２０°、好ましくは１０５°であるように、床に対して角度付けられ得る。従って、封入部材との密封は、テーパ状の密封であり得る。

環状トラフの床は、リムに対して高く上げられ得る。あるいは、環状トラフの床は、リムと実質的に同じ高さであり得る。

リムは、カップ型本体と一体に形成され得る。

リムは、側壁の巻かれた部分によって形成され得る。リムは、カップ型本体プリフォームを形成する絞り加工の第一段階中に形成され得る。

環状トラフは、１．３から２．０ｍｍ、好ましくは約１．５ｍｍから１．８ｍｍの内幅を有し得る。

環状トラフは、２７．５から３０．０ｍｍの内径と、２９．３から３２．５ｍｍの外経とを有し得る。

カップ型本体プリフォームは、材料の一体シートから形成され得る。

カップ型本体プリフォームは、好ましくは、材料のシートを深絞り加工すること、より好ましくは、材料のシートを冷間深絞り加工することによって形成される。

材料のシートは、好ましくは、アルミニウム材料を含み、実質的または完全にアルミニウム材料であり得る（ラッカーおよび粘着層を除く）。アルミニウムへの言及は、アルミニウム合金を含み、アルミニウム合金は、例えば、３００５、３１０５、８０１１、または８０７９の等級であり得る。アルミニウム合金は、好ましくは、「Ｏ」の調質定格を有する。

あるいは、材料のシートは、積層材料、好ましくは、１つ以上のポリマ層と一緒に積層されたアルミニウム層を含み得る。この場合において、形成後、１つ以上のポリマ層は、カップ型本体の外側に向けて配置され、アルミニウム層は、カップ型本体の内側に向けて提供される。

１つ以上のポリマ層は、単一のポリマ材料の単一の層、または異なるポリマ材料の複数の層を含み得る。異なるポリマ材料の複数の層が使用される場合、各層は、材料のシートを作り上げる時に別々に適用され得る。しかしながら、異なるポリマ材料の複数の層は、まず多層に積層されたポリマフィルムに作り上げられ、次に、それは、適切な過程、例えば接着積層によってアルミニウム層の上に積層され得ることが好ましい。

１つ以上のポリマ層のポリマ材料は、ホモポリマと、コポリマと、それらの混合物とから成るグループから選択された材料を含み得る。単一のモノマの重合によって生成されたポリマが、ホモポリマを意味する。２つ以上のモノマの重合によって生成されたポリマが、コポリマを意味する。

適切なホモポリマは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）と、ポリプロピレン（ＰＰ）と、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）と、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と、ポリクロロプレンと、ポリイソブチレンと、ポリアミドとを含む。

適切なコポリマは、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）と、エチレンプロピレンジエンモノマ（ＥＰＤＭ）と、ポリアミドと、熱可塑性コポリエステル（ＴＰＣ）と、オレフィンブロックコポリマ（ＯＢＣ）とを含む。これらのコポリマは、好ましくは、交互コポリマ、またはブロックコポリマである。規則性交互モノマユニットを合わせたコポリマが、交互コポリマを意味する。共有結合によって連結された２つ以上のホモポリマサブユニットを含むコポリマが、ブロックコポリマを意味する。

１つ以上のポリマ層は、水分および／または酸素の透過を阻止するために、タイ層および／または１つ以上のバリア層も組み入れ得る。適切なバリア層材料は、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）である。

加えて、随意に、１つ以上のラッカー層または粘着層が、積層された材料のシートに存在し得る。例えば、粘着層は、アルミニウム層と１つ以上のポリマ層との間に存在し得る。例えば、アルミニウム層の内面は、ラッカー層でコーティングされ得、そのラッカー層は、例えばＰＶＣからできたものであり得る。

ポリマ材料は、好ましくは、４０Ｄショア硬度以下、より好ましくは、３０Ｄショア硬度以下の硬度を有する。好都合に、カップ型本体の外表面に比較的軟らかいポリマを使用することは、封入部材の欠陥と特徴との周りで材料を変形させることを可能にし、より効果的な水封を提供する。

１つ以上のポリマ層は、８０マイクロメートル以上の総厚を有し得る。８０マイクロメートルから３００マイクロメートルの総厚の範囲が、使用され得る。しかしながら、１つ以上のポリマ層のための１００マイクロメートルの総厚は、特に効果的であると認められた。

１つの例において、材料の（絞り加工前の）シートは、１００マイクロメートルの厚さと、厚さ１００マイクロメートルの共押出ポリマフィルムとを有する８０１１の等級のアルミニウム合金を含むアルミニウム層を含み、総厚２００マイクロメートルのシートとなる。この例における共押出ポリマフィルムは、Ｈｉｇｈｂｒｉｄｇｅ， Ｕｎｉｔｅｄ ＫｉｎｇｄｏｍのＦｌｅｘｔｒｕｓ Ｌｔｄから入手可能なＦｌｅｘｔｒｕｓ ＷＢ １００ＥＴであり、ＰＥ−タイ層−ＥＶＯＨ−タイ層−ＰＥの構成を有する多層共押出フィルムである。

好都合に、３０Ｄショア硬度以下の比較的軟らかいポリマ（単数または複数）を総厚１００マイクロメートルと組み合わせることは、有益なことに、動作するように封入部材に大きすぎる閉鎖力を必要とせずに、封入部材の適度な大きさの欠陥と特徴との周りを密封するように十分に変形することができる材料をもたらす。

本開示は、上に記載される方法を使用して形成されるカップ型本体と蓋とを組み合わせることによって形成される飲料用カプセルも提供する。飲料用カプセルは、１つ以上の飲料成分で充填され得る。

蓋は、側壁の環状トラフに密封され得る。蓋は、環状トラフの床の内表面に密封され得る。

上に記載されるように、本方法のカップ型本体は、飲料用カプセルを製造するために使用され得、飲料用カプセルは、挿入された飲料用カプセルのフランジを係合する封入部材を有するタイプの飲料調製機に挿入され得る。本開示によると、環状トラフは、封入部材の閉鎖位置への移動の時、その中に封入部材の先端縁を部分的または完全に受け取るように寸法を合わせられ得る。

側壁は、封入部の閉鎖中、塑性変形を受けるように適応され得る。

側壁は、使用中、封入部材の閉鎖が側壁を変形させ、第二の側壁区分が、封入部材の外面に対して内側に押し付けられ、封入部材の外面と密封界面を形成することを引き起こすように適応され得る。

環状トラフは、封入部材の先端縁とともに密封界面を形成するように適応され得る。

好都合に、密封界面は、封入部材の先端縁と外面との両方を具備し得る。加えて、環状トラフの変形は、封入部材の内面への側壁によって及ぼされる外向きの圧力が更なる密封界面を形成することも引き起こし得る。

側壁は、封入部材の閉鎖中、側壁が封入部材の先端縁全体にわたって塑性変形させられるように適応され得る。好都合に、これによって側壁が先端縁に提供される任意の溝（または似たもの）の形に適合されることを可能にし得る。

封入部材の閉鎖時、封入部材の先端縁は、環状トラフの外壁に接触し得、それと密封を形成し得る。

隆起領域は、頂点を含み得、封入部材の先端縁は、内側リムと、外側リムと、内側リムと外側リムとの間に配置される窪みとを含み得、封入部材の閉鎖時に、隆起領域の頂点は、内側リムと外側リムとの間の窪みの中に受け取られ得る。

環状トラフは、飲料調製機器部分のカプセルホルダに挟まれるように適応され得る。

挿入前、環状トラフの床は、リムに対して高く上げられ得る。環状トラフの床は、側壁の遠位端から、０．１から２．０ｍｍの距離だけオフセットされ得る。１つの例において、オフセットは比較的大きくあり得、例えば、それは１．５５から２．０ｍｍであり得る。具体的な例において、オフセットは、１．８５ｍｍであり得る。オフセットが比較的大きい場合、環状トラフの床は、隆起領域の頂点（が存在するところ）の０．７５から１．２ｍｍ下であり得る。１つの例において、その距離は、０．９ｍｍであり得る。もう１つの例において、挿入前、環状トラフの床は、リムと実質的に同じ高さであり得る。例えばオフセットは、０．１から０．５ｍｍであり得る。１つの例において、オフセットは、０．２ｍｍであり得る。この代替的な構成において、環状トラフの床は、隆起領域の頂点（が存在するところ）の２．０から２．５ｍｍ下であり得る。１つの例において、その距離は、２．２ｍｍである。

側壁は、使用中、封入部材の閉鎖が側壁を変形させ、環状トラフの床が実質的にリムとの整列に至らせられることを引き起こすように適応され得る。

封入部材の先端縁は、複数の溝または刻み目を含み得、側壁は、側壁の塑性変形が側壁の環状トラフを溝または刻み目に適合し、効率的な密封を提供するように適応され得る。１つの構成において、側壁の塑性変形は、環状トラフの外壁を溝や刻み目に適合し、効率的な密封を提供する。

蓋は、アルミニウム、アルミニウム合金、または、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成された少なくとも１つの層を含む積層から形成され得る。代わりに、別の、適切にじん性な材料が使用され得る。蓋は、熱密封ラッカーまたは熱密封層を更に含み得、カップ型本体への蓋の密封を強化し得る。

挿入前、カプセルは、２５から３１ｍｍの高さを有し得る。いくつかの局面において、その高さは、２８．５から３０ｍｍであり得る。使用中のカプセルの変形は、長手方向の高さを減らす傾向にある。

好ましくは、カップ型本体は、積み重ねられ、充填および蓋との組み立ての前に簡単に積み重ねをばらされ得る方法で、形づくられ得る。

カプセルは、単回使用、使い捨て、要素を形成し得る。

カプセルは、飲料成分、または飲料成分の混合物を含み得る。非限定の例として、飲料成分は、焙煎された粉コーヒーを含み得る。

本開示はここで、例示する目的のためのみに、添付の図面の参照と一緒にさらに詳細に記載される。
図１は、本開示に従って形成され得るカプセルの第一の例の断面図である。 図２は、図１の詳細の拡大図である。 図３は、飲料調製機の封入部材と一緒の図１のカプセルの概略図である。 図４は、図３の詳細の拡大図である。 図５は、図３の構成の概略図であり、封入部材は、閉鎖位置にある。 図６は、図５の詳細の拡大図である。 図７は、本開示に従って形成され得るカプセルの第二の例の断面図である。 図８は、図７の詳細の拡大図である。 図９は、飲料調製機の封入部材と一緒の図７のカプセルの概略図である。 図１０は、図９の詳細の拡大図である。 図１１は、図９の構成の概略図であるり、封入部材は、閉鎖位置にある。 図１２は、図１１の詳細の拡大図である。 図１３は、本開示に従って形成され得るカプセルの第三の例の断面図である。 図１４は、図１３の詳細の拡大図である。 図１５は、飲料調製機の封入部材と一緒の図１３のカプセルの概略図である。 図１６は、図１５の詳細の拡大図である。 図１７は、図１５の構成の概略図であり、封入部材は、閉鎖位置にある。 図１８は、図１７の詳細の拡大図である。 図１９は、カプセルのカップ型本体プリフォームを形成するための第一リグの一区分の概略断面図である。 図２０は、図１９の第一リグを使用して形成されたカップ型本体プリフォームの断面図である。 図２１は、図２０の一部分の拡大図である。 図２２は、カップ型本体プリフォームをカプセルのためのカップ型本体に変換させるための第二リグの一区分の第一の位置における概略断面図である。 図２３は、図２２の第二リグを使用して形成されるカップ型本体の断面図である。 図２４は、図２３の一部の拡大図である。

（詳細の説明）
図３は、飲料調製システムの一部を概略的に示す。飲料調製システムは、飲料調製機とカプセル１とを備えている。本開示に従って作られたカプセル１の例がまず説明され、そのような飲料調製システムの一部としてのそれらの使用が記載される。その後、カプセル１を形成する方法−および、特に、カプセル１の部品を形成する方法が記載される。

図１および図２は、カプセル１の第一の例を示す。カプセル１は、以下でより詳細に記載されるが、カップ型本体４０の概形を有し得、カップ型本体４０は、一端におけるベース４２と、蓋４１によって閉塞される対向端に向かってベース４２から延びている側壁４３とを有する。

図３に示されるように、飲料調製機は、封入部材２とカプセルホルダ２０とを含む。封入部材２は、カプセル１の飲料調製機への挿入を可能にする開放位置と、封入部材２が、下記に記載の仕方でカプセルホルダ２０にカプセル１を密封係合する閉鎖位置との間でカプセルホルダ２０に対して選択的に移動可能である。

封入部材２は、当該技術分野において周知である従来の機構の手段によって開放位置と閉鎖位置との間を移動させられ得る。例えば、手段は、手動により可動のレバーにより起動させられる機械的機構、または動作がモータにより駆動される、自動機構もしくは半自動機構を伴い得る。封入部材２は、カプセルホルダ２０が静止したままでいる間に移動させられ得る。あるいは、封入部材２は静止したまま、カプセルホルダ２０が移動させられ得る。更に別の構成において、開放および閉鎖動作中に封入部材２およびカプセルホルダ２０の両方が移動させられ得る。

閉鎖位置にある封入部材２およびカプセルホルダ２０は、分注動作中にカプセル１を保持する容器３を一緒に画定する。

飲料調製機は、他の従来の要素を更に含み得、それらは、添付の図面に示されておらず、飲料調製機の分野において周知である。る。例えば、飲料調製機は、内部レザバーなど水媒体を貯蔵するための設備、または水道水など水媒体の外部供給源への接続のための設備のいずれかを含み得る。水媒体は、通常、水である。加圧状態の水媒体をカプセル１に供給するために、ポンプまたは同等物が提供され得る。水媒体は、通常、９から１４バールまでの圧力で供給される。水媒体を所望の温度に加熱するために、加熱器が提供され得る。加熱器は、（存在する場合）レザバー内の水媒体を加熱し得るか、または容器３へと導管の中もしくはサーモブロックの上を通るときに要求に応じて水媒体を加熱し得る。飲料調製機は、カプセル１のベース４２を穿孔して、水媒体がカプセル１に入り、その中で飲料成分と相互作用することを可能にするベース穿孔手段を備え得る。あるいは、カプセル１は、１つ以上の前もって形成された開口部が提供され得、水媒体が容器３からカプセル１に入ることを可能にし得る。

封入部材２は、環状リムの形態で先端縁２３と、容器３に面する内面２５と、外側に面する外面２４とを有する環状要素２２を含む欧州特許第１７００５４８号に記載されるタイプであり得る。先端縁２３は、欧州特許第１７００５４８号に教示されるように、複数の溝を提供され得る。封入部材２の上端（図示なし）は、水媒体の供給源に連結され得、使用中にカプセル１のベース４２を穿孔することが意図される１つ以上の穿孔要素のための取り付けを提供し得る。

カプセルホルダ２０は、カプセル１の蓋４１を破断して穿孔するように設計される解放要素２１を含む、欧州特許第１７００５４８号に記載されるタイプであり得る。蓋４１の破断は、流入する水媒体によるカプセル１の内部加圧が原因で生じ得る。解放要素２１は、ホイル部材の部分的破断を引き起こすことができる任意の突出型、例えば、錐体、針、出っ張り、円筒、または細長いリブなどを有し得る。

図１に示されるように、カップ型本体４０およびカプセル１の蓋４１は、飲料成分または飲料成分の混合物で充填され得る飲料成分チャンバ５０を一緒に封入する。非限定例として、飲料成分は、焙煎された粉コーヒーを含み得る。

示される例において、カップ型本体４０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から作られる。しかしながら、アルミニウムまたはアルミニウム合金の積層、およびポリマなど他の材料が使用され得る。カップ型本体４０は、ベース４２と側壁４３とを含む。例示されるように、ベース４２と側壁４３との間の接合部において、例えば、肩５７の形態で、幾何学的不連続性が存在し得る。あるいは、ベース４２および側壁４３は、円滑な幾何学的移行を有し得る。

カップ型本体４０は、８０から５００マイクロメートルの範囲内の厚さを有し得る。材料の厚さは、カップ型本体４０にわたり異なり得る。示される例において、厚さは１００マイクロメートルである。

側壁４３は、封入部材２の閉鎖位置への移動の時に、封入部材２の先端縁２３を、部分的にまたは完全に、受け取る寸法である環状トラフ６０が提供される。第一の側壁区分６１は、ベース４２と環状トラフ６０との間を延びて提供され、第二の側壁区分６２は、環状トラフ６０とカプセル１の側壁４３の遠位端との間を延びて提供される。

環状トラフ６０は、内壁６５、外壁６６、およびそれらの間に延びる床６４により画定され得る。内壁６５および外壁６６は、飲料調製機へのカプセル１の挿入前、床６４に垂直に延び得る。内壁６５は、第一の側壁区分６１の一部分により形成され得る。

隆起領域６３は、環状トラフ６０の半径方向外方向に配置される。隆起領域６３は、隆起領域６３の頂点６７が環状トラフ６０の床６４の高さよりも高く上げられるように、ベース４２の方に延びる環状突起を含み得る。頂点６７は、０．７５から２．５ｍｍの距離を床６４から高く上げられ得る。この例に示されるように、その距離は０．９ｍｍである。隆起領域６３は、環状トラフ６０の外壁６６により提供される内壁と、第二の側壁区分６２の少なくとも一部分によって形成される外壁６８とを有するように形成され得る。

環状トラフ６０と隆起領域６３とを含む側壁４３は、一体に形成され得る。更に、側壁４３とベース４２とを含むカップ型本体４０は、一体に形成され得る。

環状トラフ６０は、１．３から２．０ｍｍの内幅を有し得る。通常、環状トラフ６０の内幅は、環状要素２２の先端縁２３の幅よりもわずかに大きいように選択される。一つの例において、環状トラフ６０は、約１．５ｍｍから１．８ｍｍの内幅を有する。

環状トラフ６０は、２７．５から３０．０ｍｍの内径（つまり環状トラフ６０に面する内壁６５の表面の直径）と、２９．３から３２．５ｍｍの外径（つまり環状トラフ６０に面する外壁６６の表面の直径）とを有し得る。随意的に、内径は、閉鎖時に内壁６５と封入部材２の外側表面２４との間に若干の締まりばめが存在するように選択され得る。これは、環状トラフ６０の封入部材２との良好な整列を確実にするのを助ける。

示されるように、蓋４１は、環状トラフ６０に密封される。具体的には、蓋４１は、環状トラフ６０の床６４の内面に密封される。環状トラフ６０の床６４は、側壁４３の遠位端に対して高く上げられる。したがって、蓋４１もまた、側壁４３の遠位端に対して高く上げられる。床６４は、前述のように、側壁４３の遠位端から、０．１から２．０ｍｍの距離だけオフセットされ得る。示されるように、オフセットは１．８５ｍｍである。蓋４１を床６４に密封することは、封入部材２がカプセル１の中空部を圧迫し、先端縁２３とカプセルホルダ２０との間に飲料成分を閉じ込めること（それは、密封の液密性への有害な影響を有し得る）がないことを確実にするのを助ける。

蓋４１は、アルミニウム、アルミニウム合金、またはアルミニウムを含む積層から形成され得る。

第一の側壁区分６１は、ベース４２に近接した円錐台形区分４４と、ベース４２に対して遠位の円筒区分４５とを含み得、円筒区分４５の一部分は、環状トラフ６０の内壁６５を形成する。

カプセル１は、ベース４２から離れたカップ型本体４０の一端、すなわち側壁４３の遠位端に形成されるリム４７を提供され得る。リム４７は、カップ型本体４０と一体に形成され得る。示される例において、リム４７は、側壁４３の巻かれた部分４８によって形成される。

飲料調製システムの使用中、封入部材２は、まず開放位置へ移動させられ、カプセル１がカプセルホルダ２０と封入部材２との間の位置に挿入される。次に、封入部材２は、カプセル１と封入部材２を密封係合するように閉鎖される。このステップ中、カプセル１のベース４２は、封入部材２の穿孔要素によって穿孔され得る。

次に、（加熱され得るか、周囲温度であり得るか、または冷蔵され得る）加圧水媒体がカプセル１に流入され、飲料成分との相互作用から飲料を製造する。このステップ中、飲料成分チャンバ５０の内部加圧が、蓋４１がカプセルホルダ２０の解放要素２１に対して外方向に変形させられるようにし、蓋４１の少なくとも部分的な破断をもたらし、それは、飲料のためのカプセル１からの出口路を開く。

次に、飲料が消費のために出力される。

図５および６に示されるように、カプセルホルダ２０に対する封入部材２の閉鎖のステップ中、カプセル１の側壁４３が封入部材２に接触され、封入部材２が側壁４３を変形させる。具体的には、先端縁２３が環状トラフ６０に入り、床６４および／または内壁６５および／または外壁６６を圧迫する。床６４は、封入部材２の作用によって下方向に動かされ、床６４（および床６４に密封された蓋４１）をカプセルホルダ２０に対して挟む。この動作中、先端縁２３はまた、側壁４３の材料をつまむように作用し得、結果として、図６に示されるように、隆起領域６３が内向きに旋回させられ、隆起領域６３の頂点６７、および／または環状トラフ６０の外壁６６が環状要素２２の外側表面２４と密封係合することを引き起こす。重要なことに、先端縁２３と床６４との最初の接触点は、カプセルホルダ２０から軸方向に間隔を置かれており、それによって、側壁４３がカプセルホルダ２０に挟まれる前に、隆起領域６３が内向きに旋回できるように側壁４３が十分にカプセルホルダ２０に向かって下方向に変形する余地がある。

側壁４３の誘導運動は、側壁４３が塑性変形することを引き起こす。具体的には、側壁４３が下方向に変形するに従って、側壁４３（環状トラフ６０の特定の部分）は封入部材２の先端縁２３全体にわたって塑性的に絞り加工され得、それによって側壁４３の材料が先端縁２３の溝に密着して合わせられるように促される。従って、環状トラフ６０は、封入部材２の先端縁２３と密封界面を形成し得る。

更に、環状トラフ６０の変形は、封入部材２の内面２５への側壁４３によって及ぼされる外向きの圧力が更なる密封界面を形成することも引き起こし得る。

図７から１２は、カプセル１の第二の例を示す。第一の例の特徴に対応する特徴は、対応する参照符号で示される。第一の例の特徴とこの例の特徴とは、所望に応じて置き換えおよび組み合わせが行われ得る。加えて、以下の説明では、これらの例の相違点のみが詳細に説明される。他の点については、読者は、先行の例の説明を読むように指示される。

カップ型本体４０は、環状トラフ６０の構成および幾何学において、第一の例のそれとは異なる。第一の例においてのように、環状トラフ６０は、封入部材２の閉鎖位置への移動の時、封入部材２の先端縁２３を部分的に、または完全に受け取るように寸法を合わせられる。環状トラフ６０の内壁６５は、これまでのように、床６４に対して実質的に垂直である。しかしながら、対照的に、外壁６６は、床６４と外壁６６との間の接合部における内角αが９０°から１２０°、好ましくは１０５°であるように、床６４に対して角度付けられている。

隆起領域６３は、再び環状トラフ６０の半径方向外方向に配置され、隆起領域６３の頂点６７が環状トラフ６０の床６４の高さよりも高く上げられるように、ベース４２の方に延びる環状突起を含む。頂点６７は、０．７５から２．５ｍｍの距離を床６４から高く上げられ得る。この例に示されるように、その距離は２．２ｍｍである。隆起領域６３は、環状トラフ６０の角度付けられている外壁６６によって提供される内壁と、第二の側壁区分６２の少なくとも一部分によって形成される外壁６８とを有するように形成され得る。図８に最も明確に示されるように、第二の側壁区分６２は、外壁６８とリム４７の巻かれた部分４８との間に、フランジの外側部分に更なる剛性を提供し得る追加の環状隆起７０を含み得る。追加の環状隆起７０の高さは、０．７から０．８ｍｍであり得る。

環状トラフ６０と隆起領域６３とを含む側壁４３は、一体に形成され得る。更に、側壁４３とベース４２とを含むカップ型本体４０は、一体に形成され得る。

環状トラフ６０は、１．３から２．０ｍｍの内幅を有し得る。示されるように、環状トラフ６０は、約１．５ｍｍから１．８ｍｍの内幅を有する。

示されるように、蓋４１は、環状トラフ６０に密封される。具体的には、蓋４１は、環状トラフ６０の床６４の内面に密封される。環状トラフ６０の床６４は、挿入前は側壁４３の遠位端と実質的に同じ高さである。示されるように、側壁４３の遠位端および蓋からのオフセットは、わずか０．２ｍｍである。

飲料調製システムの使用中、図９から１２に示されるように、封入部材２は、これまでのように、まず開放位置へと移動させられ、カプセル１がカプセルホルダ２０と封入部材２との間の位置に挿入される。図９は、封入部材２の先端縁２３が内側リム２３ａと、外側リム２３ｂとを含み得ることを示し、それらは、同心であり、かつ互いから間隔があけられ、それらの間に概して環状であり得る（ただし、その外周に中断を有し得る）窪み２３ｃを画定する。

図１１および１２に示されるように、カプセルホルダ２０に対して封入部材２を閉鎖する時、カプセル１の側壁４３が封入部材２に接触され、封入部材２が側壁４３を変形させる。具体的には、先端縁２３の内側リム２３ａは、環状トラフ６０に受け取られ、外壁６６を圧迫する。同時に（または、その直後に）、隆起領域６３の頂点６７は、窪み２３ｃに受け取られる。隆起領域６３（および床６４）は、外壁６６、および／または頂点６７の封入部材２の作用によって下方向に動かされ、その作用は、環状トラフ６０の外壁６６および隆起領域６３の外壁６８が座屈し、変形する／つぶれることを引き起こす。この動作中、環状トラフ６０の外壁６６の材料は、先端縁２３全体にわたって塑性絞り加工され得、環状トラフ６０の外壁６６が溝または刻み目に適合して、効果的な密封を提供し得る。

隆起領域６３の下方向への移動はまた、図１２に示されるように、カプセルホルダ２０に床６４（および床６４に密封された蓋４１）を挟む。

追加の環状隆起領域７０と一緒に隆起領域６３の外壁６８の幾何学は、側壁４３の遠位端を剛にするのを助け、リム４７が下に変形してカプセルホルダ２０と接触することを防止する。

封入部材２の下方向への移動は、図１２に示される位置を超えて、内側リム２３ａが環状トラフ６０の床６４と接触して、環状トラフ６０の床６４を圧迫するまで、続き得る。

穿孔することおよびカプセル１から飲料を抽出することは、第一の例において上に記載した通りであり得る。

図１３から１８は、カプセル１の第三の例を示す。第一の例の特徴および／または第二の例の特徴に対応する特徴は、対応する参照符号で示される。第一の例および／または第二の例と、この例との特徴は、所望に応じて置き換えおよび組み合わせが行われ得る。加えて、以下の説明では、これらの例の相違点のみが詳細に説明される。他の点については、読者は、先行の例の説明を読むように指示される。

カップ型本体４０は、環状トラフ６０の構成および幾何学において、第一の例および第２の例のそれとは異なる。第二の例においてのように、環状トラフ６０は、封入部材２の閉鎖位置への移動の時、封入部材２の先端縁２３を部分的に、または完全に受け取るように寸法を合わせられる。環状トラフ６０の内壁６５は、実質的に床６４に対して垂直であり、外壁６６は、床６４と外壁６６との間の接合部における内角αが９０°から１２０°、好ましくは１０５°であるように、床６４に対して角度付けられている。

隆起領域６３は、再び環状トラフ６０の半径方向外方向に配置され、隆起領域６３の頂点６７が環状トラフ６０の床６４の高さよりも高く上げられるように、ベース４２の方に延びる環状突起を含む。頂点６７は、第二の例におけるよりも若干丸い。頂点６７は、０．７５から２．５ｍｍの距離を床６４から高く上げられ得る。この例に示されるように、その距離は２．２ｍｍである。隆起領域６３は、環状トラフ６０の角度付けられている外壁６６によって提供される内壁と、第二の側壁区分６２の少なくとも一部分によって形成される外壁６８とを有するように形成され得る。図１４に最も明確に示されるように、外壁６８は、３つの明確な区分−挿入前は床６４に対して垂直である上区分７３と、２０から８０°、好ましくは６０°の角度βで垂直に対して角度付けられている中区分７１と、リム４７の巻かれた部分４８に合流する前は−床６４に対して平行な−水平部分を含む下区分７２とを備える。

環状トラフ６０と隆起領域６３とを含む側壁４３は、一体に形成され得る。更に、側壁４３とベース４２とを含むカップ型本体４０は、一体に形成され得る。

環状トラフ６０は、１．３から２．０ｍｍの内幅を有し得る。示されるように、環状トラフ６０は、約１．５ｍｍから１．８ｍｍの内幅を有する。

示されるように、蓋４１は、環状トラフ６０に密封される。具体的には、蓋４１は、環状トラフ６０の床６４の内面に密封される。環状トラフ６０の床６４は、挿入前は側壁４３の遠位端と実質的に同じ高さである。例示されるように、側壁４３の遠位端および蓋からのオフセットは、わずか０．２ｍｍである。

図１５から１８に示されるように、飲料調製システムの使用中、封入部材２は、これまでのように、まず開放位置へと移動させられ、カプセル１がカプセルホルダ２０と封入部材２との間の位置に挿入される。

図１７および１８に示されるように、カプセルホルダ２０に対して封入部材２を閉鎖する時、カプセル１の側壁４３が封入部材２に接触され、封入部材２が側壁４３を変形させる。具体的には、先端縁２３の内側リム２３ａは、環状トラフ６０に受け取られ、外壁６６を圧迫する。同時に（または、その直後に）、隆起領域６３の頂点６７は、窪み２３ｃに受け取られる。隆起領域６３（および床６４）は、外壁６６、および／または頂点６７の封入部材２の作用によって下方向に動かされ、その作用は、環状トラフ６０の外壁６６および隆起領域６３の外壁６８が座屈し、変形する／つぶれることを引き起こす。この動作中、環状トラフ６０の外壁６６の材料は、先端縁２３全体にわたって塑性絞り加工され得、環状トラフ６０の外壁６６が溝または刻み目に適合して、効果的な密封を提供し得る。

隆起領域６３の下方向への移動はまた、図１２に示されるように、カプセルホルダ２０に床６４（および床６４に密封された蓋４１）を挟む。

上区分７３と、中区分７１と、下区分７２とを備える隆起領域６３の外壁６８の幾何学は、側壁４３の遠位端を剛にするのを助け、リム４７が下に変形してカプセルホルダ２０と接触することを防止する。

封入部材２の下方向への移動は、図１２に示される位置を超えて、内側リム２３ａが環状トラフ６０の床６４と接触して、環状トラフ６０の床６４を圧迫するまで、続き得る。

穿孔することおよびカプセル１から飲料を抽出することは、第一の例において上に記載した通りであり得る。

上に記載される例のカプセル１のカップ型本体４０は、以下の方法に従って形成される。

図１９は、カップ型本体４０のプリフォームを形成するための深絞り加工用第一リグ１００の断面図を示す。第一リグ１００は、上半分１０１と、下半分１０２とを含む。

カップ型本体プリフォーム４０ａは、上半分１０１および下半分１０２に保持されているツール部品の形づくりと、それらの相対的な移動とによって構成される。カップ型本体４０を形成する方法は、２つの連続的な段階を含む。第一段階において、材料のシートは、第一リグ１００によって深絞り加工され、カップ型本体プリフォーム４０ａを形成する。続く第二段階において、カップ型本体プリフォーム４０ａは、以下で更に記載される、第二リグ１６０の中のカップ型本体プリフォーム４０ａのシート材料の更なる絞り加工によって、カップ型本体４０に変換させられる。

第一リグ１００の上半分１０１は、円筒上方ツール１０５に囲まれた中央上方ツールを含み得、それらの両方は上枠内に取り付けられ得る。中央上方ツールは、カップ型本体プリフォーム４０ａのベース４２の外表面を構成するように形づくられ得る。円筒上方ツール１０５は、絞り加工過程の第一段階中、カップ型本体プリフォーム４０ａの側壁の外表面を構成するように形づくられている。

第一リグ１００の下半分１０２は、円筒底ツール１０７に囲まれた中央底ツールを有し得、それらの両方は下枠内に取り付けられ得る。（明確さのために図１９から省略された）中央底ツールは、カップ型本体プリフォーム４０ａのベース４２および側壁の一部の内表面を構成するように形づくられ得る。円筒底ツール１０７は、絞り加工過程の第一段階中、カップ型本体プリフォーム４０ａの側壁の遠位部の内表面を構成するように形づくられている。

絞り加工過程の第一段階において、材料のシート（例えばアルミニウムのシート）が第一リグ１００の中に配置され、上枠および下枠が、それらの間に材料のシートをクランプ締めするために一緒に合わせられる。この時点で、材料のシートは、円筒上方ツール１０５の遠位端と円筒底ツール１０７の遠位端との間に挟まれ得る。

次に、中央底ツールは、上半分１０１によって画定された空洞の中へと上方向に動かされる。結果として、材料のシートは、中央上方ツールと中央底ツールとの相互係合と、円筒上方ツール１０５と円筒底ツール１０７との係合とによって、図１９および図２０に示される形へと絞り加工され、カップ型本体プリフォーム４０ａを形成する。

図２０に最も明確に示されるように、カップ型本体プリフォーム４０ａは、ベース４２ａと、ベース４２ａから巻かれているリム４７ａまで延びているプリフォームされた側壁４３ａとを含む。

プリフォームされた側壁４３ａは、リム４７ａに近接する外方向に延びているステップ６０ａと、ベース４２ａと外方向に延びているステップ６０ａとの間に延びている一次側壁区分６１ａと、外方向に延びているステップ６０ａとリム４７ａとの間に延びている二次側壁区分６２ａとを含む。外方向に延びているステップ６０ａは、カップ型本体プリフォーム４０ａの長さ方向中央軸線に対して９０°に角度付けられている。一次側壁区分６１ａは、ベース４２ａに近接する円錐台形区分４４ａと、ベース４２ａの遠位にある円筒区分４５ａとを含み得る。二次側壁区分６２ａは、リム４７ａの方向に末広がりである円錐台形区分を含む。

絞り加工過程の第二段階では、図２２で示すように、第二リグ１６０が使用される。第二リグ１６０は、上半分１６１と、下半分１６２とを含む。第二リグ１６０の上半分１６１は、円筒内側上方ツール１６４に囲まれた中央上方ツールと、円筒外側上方ツール１６５とを含み得る。中央上方ツールおよび円筒内側上方ツール１６４は、ばねによって付勢して離され得る。中央上方ツールは、カップ型本体４０のベース４２の外表面を構成する（またはカップ型本体４０のベース４２の外表面のプリフォームされた形を維持する）ように形づくられ得る。円筒内側上方ツール１６４は、絞り加工過程の第二段階中、カップ型本体４０の側壁の外表面を構成するように形づくられている。円筒外側上方ツール１６５は、絞り加工過程の第二段階中、リムの近くの側壁の一部の形を構成するように形づくられている。

第二リグ１６０の下半分１６２は、円筒底ツール１６７に囲まれた中央底ツール１６６を有する。中央底ツール１６６は、絞り加工の第二段階中、カップ型本体プリフォーム４０ａを固定し支えるために、具体的には、プリフォームされた側壁の一部の内表面を支えるために、形づくられている。円筒底ツール１６７は、絞り加工過程の第二段階中、カップ型本体プリフォーム４０ａの側壁の遠位部の形を構成するように形づくられている。

絞り加工の第二段階中、カップ型本体プリフォーム４０ａは、第一リグ１００から取り外され、プリフォームが中央底ツール１６６に取り付けられた状態で、第二リグ１６０の中に配置される。カップ型本体プリフォーム４０ａを第二リグ１６０に配置した後、円筒内側上方ツールが戻して置かれ、第二リグ１６０が図２２に示されるような閉鎖位置に動かされる。第一の閉鎖移動中、円筒内側上方ツール１６４は、互いに接触するまで、円筒外側上方ツール１６５に対して移動させられる。その後、円筒内側上方ツール１６４および円筒外側上方ツール１６５は、一致して移動する。閉鎖中、狭いテーパ状のリップ１７１を含む円筒内側上方ツール１６４の遠位端１７０は、カップ型本体プリフォーム４０ａの外方向に延びているステップ６０ａに接触して、ステップの材料を下方向に動かす。円筒底ツール１６７の遠位端１７２は、下方内側ランド１１９と中間外側ランド１２１との間に隆起１２０を含む。リップ１７１は、外方向に延びているステップ６０ａが（随意的に、二次側壁区分６２ａの一部と一緒に）、図２３および図２４に示されるような、環状トラフ６０と、ベース４２と環状トラフ６０との間に延びている第一の側壁区分６１と、環状トラフ６０とリム４７との間に延びている第二の側壁区分６２とを含む所望の形に畳まれるように、図２２に示されるように、隆起１２０の内側に受け取られる。更に、隆起１２０は、環状トラフ６０の半径方向外方向に配置される隆起領域６３を形成する。

一次側壁６１ａの円錐台形区分４４ａは、第二段階の変換による影響は実質的にまたは全く受けなくあり得、それによってカップ型本体４０の第一の側壁区分６１の円錐台形区分４４を形成する。

Claims (11)

1. 飲料用カプセルのためのカップ型本体を形成する方法であって、該方法は、
   ａ）第一段階において、材料のシートをカップ型本体プリフォームに絞り加工するステップと、
   ｂ）第二段階において、該カップ型本体プリフォームを該カップ型本体に変換するステップと
   を含み、
   該第一段階の後、該カップ型本体プリフォームは、ベースと、該ベースからリムまで延びているプリフォームされた側壁とを備え、該プリフォームされた側壁は、
   −該リムに近接した外方向に延びているステップと、
   −該ベースと該外方向に延びているステップとの間に延びている一次側壁区分と、
   −該外方向に延びているステップと該リムとの間に延びている二次側壁区分と
   を備え、
   該第二段階において、該プリフォームされた側壁は、該カップ型本体が該ベースと該ベースから該リムまで延びている側壁とを備えているように変形させられ、該側壁は、
   −環状トラフと、
   −該ベースと該環状トラフとの間に延びている第一の側壁区分と、
   −該環状トラフと該リムとの間に延びている第二の側壁区分と
   を備えている、方法。
2. 前記第二の側壁区分は、前記環状トラフの半径方向外方向に配置されている隆起領域を画定し、該隆起領域は、前記外方向に延びているステップおよび／または前記二次側壁区分の変形によって前記第二段階中に形成される、請求項１の方法。
3. 前記外方向に延びているステップは、前記カップ型本体プリフォームの中心長手方向軸に対して９０°に角度付けられている、請求項１または請求項２の方法。
4. 前記一次側壁区分は、前記ベースに近接した円錐台形区分を備えている、請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項の方法。
5. 前記一次側壁区分の前記円錐台形区分は、前記第二段階の前記変換による影響を実質的にまたは全く受けず、それによって前記第一の側壁区分の円錐台形区分を形成する、請求項４の方法。
6. 前記一次側壁区分は、前記円錐台形区分と前記外方向に延びているステップとの間の円筒区分を備えている、請求項４から請求項５のいずれかの方法。
7. 前記二次側壁区分は、円錐台形区分を備え、該円錐台形区分は、好ましくは前記リムの方向に末広がりである、請求項１から請求項６のうちのいずれかの請求項の方法。
8. 前記環状トラフは、内壁と、外壁と、床とを備えている、請求項１から請求項７のうちのいずれかの請求項の方法。
9. 前記外壁は、前記床と該外壁との間の接合部における内角が９０°から１２０°、好ましくは１０５°であるように、該床に対して角度付けられている、請求項８の方法。
10. 前記カップ型本体プリフォームは、材料の一体シートから形成されている、請求項１から請求項９のうちのいずれかの請求項の方法。
11. 前記カップ型プリフォームは、前記材料のシートを深絞り加工すること、好ましくは該材料のシートを冷間深絞り加工することによって形成されている、請求項１から請求項１０いずれかの請求項の方法。
    
    

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